4L：4mm Low-E玻璃
4：4mm白玻，表面輻射率ε2=0.84
表5給出表4中四種真空玻璃按不同標(biāo)準(zhǔn)算出的傳熱系數(shù)
由此可見(jiàn)，由于計(jì)算的依據(jù)不同，傳熱系數(shù)值就略有不同，但差別很小。但如果測(cè)試時(shí)的兩表面溫度與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定差別較大，則測(cè)出的真空玻璃熱導(dǎo)值也會(huì)差別較大。例如當(dāng)兩表面分別為10℃和30℃時(shí)，表4中序號(hào)1真空玻璃輻射熱導(dǎo)數(shù)值將由0.88升為1.10。以此算出的傳熱系數(shù)將由1.12升為1.26。此值顯然不是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的K值，應(yīng)該對(duì)輻射熱導(dǎo)值1.10進(jìn)行溫度修正后再計(jì)算K值。
7．真空玻璃的“表觀導(dǎo)熱系數(shù)”
一般均勻材料用導(dǎo)熱系數(shù)(
熱導(dǎo)率)λ表征其
導(dǎo)熱性能。其定義為：在穩(wěn)態(tài)條件下，1m厚的物體，兩側(cè)表面溫度差為1K時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)1m2面積傳遞的熱量。我國(guó)法定單位為Wm-1K-1。
真空玻璃不是均勻連續(xù)材料，是一薄片結(jié)構(gòu)。為了便于與其它
保溫材料比較其性能，常引用“表觀導(dǎo)熱系數(shù)”或稱“折算導(dǎo)熱系數(shù)”的概念。其含義可想象成將許多片真空玻璃疊合到1m厚時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)的值。
以表4中序號(hào)3的真空玻璃為例，其厚度約為8mm。
在1m厚度中等效地可疊放真空玻璃數(shù)為：
故可以想到此時(shí)熱導(dǎo)將減少125倍，熱阻將增大125倍。
故表觀導(dǎo)熱系數(shù)為
實(shí)際上根據(jù)下式(9)即可方便地算出表觀導(dǎo)熱系數(shù)
γ表＝C真空d(9)
式中d為真空玻璃厚度，單位為m
表6 列出幾種常見(jiàn)
建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)
對(duì)比可知，真空玻璃由于特別薄，故表觀導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于一般保溫材料，也比我國(guó)GB4272-92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)界定值0.12Wm-1K-1小十多倍，是性能極優(yōu)良的保溫
隔熱體。
如果以表6中紅磚墻為例形象地比喻，不難算出表4中序號(hào)1至4的4種真空玻璃分別相當(dāng)于厚為0.60m,0.66m,0.86m和1.10m紅磚墻的保溫性能。
二、組合真空玻璃的種類和傳熱系數(shù)計(jì)算方法
1．真空夾層玻璃
目前，已生產(chǎn)或正研發(fā)的夾層玻璃有兩種，如圖5所示
圖5所示的是單面
夾層結(jié)構(gòu)，也可以做成雙面夾層結(jié)構(gòu)，EVA膜(也稱EN膜)厚度約為0.4和0.7mm兩種。
聚碳酸酯板厚度約為1.2mm。附加玻璃板在2.5mm到5mm之間選用，也可用
鋼化玻璃。其特點(diǎn)是安全性和防盜性，同時(shí)其傳熱系數(shù)、隔聲及抗
風(fēng)壓等性能也優(yōu)于真空玻璃原片，總厚度也比較薄。計(jì)算此類組合真空玻璃的熱阻和熱導(dǎo)時(shí)，只要將圖3所示玻璃板的熱阻R1和R2加以修正即可。如以R″表示圖5A中上部二片玻璃及夾膠的熱阻之和，即R1″=R1+R膠+R附加玻璃
R膠可以根據(jù)膠的導(dǎo)熱系數(shù)和厚度算出，R附加玻璃由表1查出。
用R1″代替公式(6)中的R1，就可算出圖5A中真空夾層玻璃的熱阻，進(jìn)而算出其傳熱系數(shù)。
由于R1″在真空玻璃熱阻中所占比例很小，算出的真空玻璃熱阻變化不會(huì)很大，因而傳熱系數(shù)也不會(huì)變化很大。
2．“真空+中空”組合真空玻璃
此種結(jié)構(gòu)相當(dāng)于把真空玻璃當(dāng)成一片玻璃再與附加玻璃板合成中空，附加玻璃板厚度一般選5或6mm的鋼化玻璃，放在建筑物外側(cè)，也可以做成“中空+真空+中空”的雙面中空組合形式。
此類組合除解決安全性外，其隔熱隔聲性能也都有提高。特別是附加玻璃板也選用Low－E鋼化玻璃時(shí)更使傳熱系數(shù)降低。
計(jì)算這種組合真空玻璃時(shí)首先要從原理上認(rèn)識(shí)到，在我們所討論的溫度和溫差范圍內(nèi)，
熱輻射波長(zhǎng)是在遠(yuǎn)紅外4-40μm波段，鈉鈣玻璃對(duì)此波段的
電磁輻射基本上不透明，所以在計(jì)算三塊以上玻璃的輻射熱阻時(shí)，不必考慮透過(guò)第一塊的輻射對(duì)第三塊的影響，只要分段計(jì)算再相加即可，所以如果“真空+中空“組合的
總熱阻為R組合，可寫成：
R組合=R真空+R中空(10)
R中空是用兩塊與附加玻璃板等厚的玻璃制成的中空玻璃的熱阻，各種中空玻璃和真空玻璃的熱阻和傳熱系數(shù)參考數(shù)據(jù)可由本文附錄4查到。
由(10)式算出的R組合只多算了一片玻璃的熱阻，誤差很小。
算出R組合后再用它代替公式(8)中的R真空，即可算出傳熱系數(shù)值。
例如，用表4中序號(hào)3的真空玻璃與表7中序號(hào)3的中空玻璃組合成4L+0.15V+4+12A+4L的“真空+中空”玻璃時(shí)，由式(10)
R組合=（1.06+0.385）W-1m2K=1.46W-1m2K
將R組合代入公式(8)代替R真空,計(jì)算出K值為0.63Wm-2K-1
北京天恒大廈及清華大學(xué)超低能耗示范樓等建筑都使用了“中空+真空+中空”構(gòu),都達(dá)到K值<1的目標(biāo)。其隔聲量也都達(dá)到36dB以上水平。
3．“真空夾層+中空”結(jié)構(gòu)
此種結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)與“真空+中空”相近，計(jì)算方法只需把二、1，二、2兩種結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)合即可，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)除傳熱系數(shù)低之外，厚度比“中空+真空+中空”薄，而且由于真空玻璃兩側(cè)不對(duì)稱，減小了聲音傳播的共振，使隔聲性能提高。
曾為北京某工程制作了樣品為6+0.38EVA+4L+0.15V+4+12A+6結(jié)構(gòu)，尺寸為1500mm×1200mm，總厚度32.5mm,經(jīng)清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)計(jì)權(quán)隔聲量為42dB，離
玻璃幕墻國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)權(quán)隔聲量最高級(jí)只差3dB。傳熱系數(shù)可在0.7-0.9Wm-2k-1之間，由LOW-E玻璃的選取來(lái)確定。
4．雙真空層真空玻璃
依據(jù)二.2中提到的原理，此種結(jié)構(gòu)的總熱阻可看成兩片真空玻璃熱阻之和，如果是相同結(jié)構(gòu)的真空玻璃，總熱阻則為單一真空玻璃的兩倍
即R雙真空=2R真空(11)
例如仍以表4序號(hào)3的真空玻璃為例，構(gòu)成如圖8A“4L+0.15V+4+0.15V+4L”或如圖B “4L+0.15V+4L+0.15V+4”的雙真空玻璃.
根據(jù)式(11)R雙真空=2×1.06W-1m2K
=2.12W-1m2K
以此結(jié)果代入公式(8)代替R真空算出K值為0.44Wm-2K-1
應(yīng)該說(shuō)明,圖8中A和B兩種結(jié)構(gòu)中Low-E膜的位置不同,不影響K值,只影響實(shí)際使用時(shí)三片玻璃的溫度分布。
雙真空玻璃的熱阻高,K值低,而且很薄,可做到約9mm厚,也可以制成雙真空層夾層
安全玻璃,具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
由上述計(jì)算可以看出，要使真空玻璃傳熱系數(shù)低，必須滿足三個(gè)條件：
1.真空度要高，使殘余氣體傳熱可忽略不計(jì)。
2.在滿足光學(xué)條件的基礎(chǔ)上，低輻射膜的輻射率盡可能低。
3.支撐物熱導(dǎo)盡可能小。
目前，真空技術(shù)和吸氣劑技術(shù)的發(fā)展，滿足第一個(gè)條件已非難事。
鍍膜技術(shù)的發(fā)展使輻射率小于0.1的LOW-E“硬”膜指日可待。材料及其加工技術(shù)和自動(dòng)化佈放技術(shù)的進(jìn)展，也使支撐物越做越小，上述第2、3項(xiàng)條件也不斷改進(jìn)。這樣，真空玻璃傳熱系數(shù)的優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯。
上述組合真空玻璃熱阻及傳熱系數(shù)計(jì)算也表明，由于真空玻璃很薄，使它具有與其它玻璃
深加工技術(shù)的兼容性，不僅可以與其它技術(shù)結(jié)合發(fā)展，同時(shí)也彌補(bǔ)了真空玻璃的不足之處。
隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，
新材料、新工藝、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，真空玻璃本身的質(zhì)量將會(huì)不斷提高。生產(chǎn)工藝和
設(shè)備也將不斷更新，產(chǎn)量會(huì)不斷擴(kuò)大，成本也會(huì)不斷降低。組合真空玻璃的品種也會(huì)不斷增多。國(guó)內(nèi)外的研究表明，對(duì)大多數(shù)地區(qū)而言，建筑物
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)至少達(dá)到1Wm-2k-1的水平，過(guò)去大量使用的總厚度約390mm的37磚墻（外加
砂漿）的傳熱系數(shù)約為1.7Wm-2k-1，總厚度約410mm的37空心磚墻(外加厚砂漿)的傳熱系數(shù)已接近1Wm-2k-1。各種新型墻體的傳熱系數(shù)已可降到0.4至0.8 Wm-2k-1之間。而
門窗則是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗大戶。單片5mm白玻的傳熱系數(shù)約為6.1Wm-2k-1，比墻體差6倍以上，形象地比喻，每一扇非節(jié)能窗的能耗就相當(dāng)于點(diǎn)著一盞數(shù)十瓦的長(zhǎng)明燈在長(zhǎng)年累月地消耗能量。三十多年前，在第一次石油危機(jī)之后，國(guó)外科學(xué)家就提出研制傳熱系數(shù)小于1的玻璃窗，稱之為“超級(jí)玻璃窗”(Superwindows)。真空玻璃的出現(xiàn)，使這一設(shè)想成為輕易之舉，雙真空玻璃的出現(xiàn)，更將使我們進(jìn)入“超級(jí)真空玻璃窗”階段。【完】
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